专利名称：基于电话网的数据采集器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种工厂的数据采集器，特别是一种基于电话网络的数据采集器。
技术背景目前工厂的在制品信息的采集多采用两种方式 一种是条码阅读器或RFID阅读器直接和计算机相连，并通过工厂网络把采集到的信息传送到接收的数据库端，以实现对在制品信息的实时跟踪；另外一种是专门的数据采集终端，可以直接把采集的信息通过工厂网络发送 的数据库计算机端。这两种方式有一些缺点， 一是成本高，如果想要采集所有机床、人员、 在制品的信息，需要放置的计算机或专门的终端数目是非常大的，特别是对于采集频率不高， 制造周期长的车间，浪费的成本将是非常高的；二是没有反馈，对于前面介绍的两种数据采 集方式，信息传递给数据库终端以后，并没有相应的信息反馈回来告诉数据采集者采集的信 息是否正确，或给数据采集者一定的指导信息。 发明内容为了克服现在的数据采集器存在的成本高和没有反馈的缺点，本实用新型提出了 一种基 于电话网络的数据采集器，该数据采集器只需要电话线和相应的阅读器就可以采集条码或 RFID信息，无需电脑终端，成本低，并且数据接收端可以通过电话网络返回语音信号以供数 据采集端核实信息，或对其提供一定的指导。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是 一种基于电话网的数据采集器，其特征在于包括单片机电路、USB接口电路、RS232接口电路、PS/2接口电路、接口自动识别 电路、DTMF发送电路、摘挂机电路、音频放大电路、扬声器和供电电路。其中USB接口电 路、RS232接口电路和PS/2接口电路可以外接条码阅读器和RFID阅读器；接口自动识别电 路连接于RS232接口电路、PS/2接口电路和单片机电路之间；USB接口电路与单片机电路相 连；DTMF发送电路与音频放大电路都连接于单片机电路和摘挂机电路之间；扬声器与音频 放大电路相连；摘挂机电路直接与电话网络相连。首先通过此数据采集器使电话线摘机并拨 通电话网络中的接收端电话号码。然后从条码阅读器或RFID阅读器读入的条码或RFID的信 息经过相应的接口电路读入单片机中，编码以后译成电信号通过电话网络发送给接收端，然 后通过音频放大电路来放大接收端返回的语音信号并通过扬声器播放出来。本数据采集器设有摘挂机电路，可以通过开关或单片机实现摘机功能，并通过与单片机 相连的DTMF发送电路拨通接收端的电话号码，也可以并联一个电话来实现拨号的功能。 USB、 RS232和PS/2三个接口电路与单片机相连，可以接收外接的三种不同接口的条码或 RFID阅读器的信息。单片机通过与RS232和PS/2两个接口电路的区别位相连的接口自动识 别电路来识别不同的接口传来的数据(USB接口容易识别，因为不是和前两个连接在一起的)， 并采取不同的处理方式，将接收到的数据统一化，然后将统一化的数据用DTMF编码以后通过电话网络发送出去。最后，与电话线相连的音频放大电路可以放大接收端返回的语音信号 并通过扬声器播放出来。在发送DTMF的时候，单片机自动加入校验位以供接收端校验DTMF是否发生错误。
图1为本实用新型的原理框图； 图2为本实用新型的工作流程图。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型进行详细说明。如图1所示，本实用新型包括单片机电路U1、 PS/2接口电路U2、 RS232接口电路U3、 USB接口电路U4、自动识别接口电路U5、 DTMF发送电路U6、音频放大电路U7、扬声器 U8、摘挂机电路U9和供电电路U10组成。整个电路的电源由供电电路提供，PS/2接口电路 和RS232接口电路通过接口自动识别电路与单片机的串行输入和输出口相连，USB接口电路 直接与单片机的I/O端口相连，DTMF发送电路也连接于单片机的I/0端口，音频放大电路 的控制端与单片机的一个I/O端口相连，DTMF发送电路和音频放大电路均通过摘挂机电路 弓电话网络相连。单片机的一个I/O端口通过一个开关Sl接地，摘挂机电路通过一个开关 S2与电源相连，摘挂机电路也可以与单片机的一个端口相连。开关Sl可以通知单片机本实用新型有没有并联电话，以可以利用电话的拨号、通话等功 能，并能使电话正常使用。开关S2用于使电话线路实现摘机和挂机的功能。如图1所示的单片机电路由单片机芯片和一些外围组件组成，外围组件包括时钟电路、 复位电路和指示灯电路。如图1所示的PS/2接口电路部分由一个键盘接口构成。键盘接口用于和外接的同类型接 口的阅读器相连，它的数据脚和时钟脚分别与单片机串行输入和输出口相连，其中与串行输 入口的连接是为了把阅读器阅读的数据传送给单片机，与串行输出口的连接是为了用单片机 控制PS/2接口的阅读器是否发送数据。如图1的RS232接口电路由RS232接口和电平转换芯片组成。RS232接口用于和外接的 同类型接口的阅读器相连。电平转换芯片用于实现RS232接口和单片机之间电平的转换。 RS232接口的RXD端通过电平转换芯片与单片机的串行输入端口相连，RS232接口的TXD 通过电平转换芯片与单片机的串行输出端口相连，以保证RS232接口的阅读器可以给单片机 传送数据，而单片机也可以实现对阅读器的控制。如图1所示的USB接口电路由USB接口和一个USB接口芯片组成。USB接口用于和外 接的同类型接口的阅读器相连。USB接口芯片负责接收外部USB阅读器传进来的模拟信号的数据，并把接收到的数据转化为数字信号的数据再通过单片机的i/o端口传给单片机。如图1所示的自动识别接口电路由一个模拟开关及其外围电路组成。模拟开关用于自动 识别使用的是哪种接口的阅读器，并使相应的两路电路同时变为通路(由于每个接口都与单 片机的串行输入和输出两个端口相连，所以应该同时断开或闭合两路)，以避免由于两种接口 电路直接相连造成的干扰。模拟开关的选通端口接单片机的一个I/O端口，用单片机来控制 是否使用本模拟开关； 一个端口与RS232接口的CTS脚相连，可以判断是否连接了 RS232 接口的阅读器；模拟开关的输入端分别与RS232接口的RXD端和TXD端、PS/2的数据端和 时钟端相连，公共输出端与单片机的串行输入和输出端口相连。如图1所示的DTMF发送电路由DTMF发送芯片和DTMF放大电路组成。DTMF发送 芯片由单片机控制产生DTMF信号，它与单片机I/0端口相连。DTMF放大电路由三极管及 其外部阻容组成，它可以放大DTMF发送芯片产生的DTMF信号的幅值。
如图1所示的音频放大电路由一个音频功率放大芯片及其外围电路组成。音频功率放大 芯片的选通脚和单片机的一个I/O端口相连，以让单片机在需要的时候才选通该芯片。音频 功率放大器的输出端接扬声器以播放放大后的声音。如图1所示的摘挂机电路由一个模拟电流源构成。模拟电流源由两个三极管及其外围阻 容组成，它可以提供30mA左右的电流，当它与电话网络相连时，交换机就会接通该线路。 另外，恒流源可以保证电路具有较小的直流阻抗和较大交流阻抗。同时在电话线之间跨接压 敏电阻，以达到抗雷击保护的作用。如图1所示的供电电路由开关电源和稳压电路组成。根据各个芯片的功率计算出整个系 统的总功耗，选择适当参数的开关电源。鉴于单片机对电压的稳定性要求比较高，系统采用 了稳压电路。同时，为了防止数字电路对模拟电路的影响，本实用新型首先将模拟地和数字 地分开，最后在一点处共地。如图2所示为本实用新型的工作流程图，其中包括了单片机内部的程序工作流程。本实 用新型可以工作在外接有并联电话和没有并联电话两种状态。首先说明没有并联电话时的工 作流程，此时开关S1闭合。首先，闭合开关S2使电话线处于摘机状态，然后用阅读器阅读含有接收端电话号码信息 的条码或RFID，则该信息通过相应的接口传给单片机，单片机直接控制DTMF发送电路把 该电话号码发送到电话网络，拨通接收端电话。接收端电话拨通以后阅读器就可以继续阅读 其它有用信息了，该信息被单片机接收并编码，然后控制DTMF发送电路发送DTMF信号到 接收端。最后接收端返回语音信号对发送端进行指导，该语音信号通过音频放大电路被放大 并通过扬声器播放出来。在所有信息都采集完毕以后断开S2挂机。当S1处于断开状态时，本实用新型得知它有外接的并联电话，因此它可以直接利用电话 的语音播放和拨号功能。本实用新型本身的语音放大功能将被屏蔽，同时开始的时候可以利 用电话的键盘直接拨通对方的电话号码，其它功能不变。如图2中的单片机内部程序的流程为单片机接收有用信息时的程序流程图，首先判断阅 读器为三种接口的阅读器中的哪一种，由于三种接口的协议不一样，因此单片机接收到的数 据也是不一样的，为了保证最后发送的DTMF信号的编码是相同的，单片机根据不同的接口 类型将接收到的数据统一。统一数据以后再用DTMF信号对其进行编码，然后控制DTMF发 送电路将编码以后的数据以DTMF信号的形式发送出去。最后单片机等待下次数据的接收。
权利要求1、 一种基于电话网的数据釆集器，其特征在于包括单片机电路、USB接口电路、RS232 接口电路、PS/2接口电路、接口自动识别电路、DTMF发送电路、摘挂机电路、音频放大电 路、扬声器和供电电路。其中USB接口电路、RS232接口电路和PS/2接口电路可以外接条 码阅读器和RFID阅读器；接口自动识别电路连接于RS232接口电路、PS/2接口电路和单片 机电路之间；USB接口电路与单片机电路相连；DTMF发送电路与音频放大电路都连接于单 片机电路和摘挂机电路之间；扬声器与音频放大电路相连；摘挂机电路直接与电话网络相连。 条码和RFID的信息通过USB接口电路、RS232接口电路和PS/2接口电路中的任何一个读入 单片机中，编码以后译成电信号通过电话网络发送给接收端，然后通过音频放大电路来放大 接收端返回的语音信号并通过扬声器播放出来。
2、 根据权利要求1所述的基于电话网的数据采集器，其特征在于所述USB接口电路 连接于单片机的I/0口。
3、 根据权利要求1所述的基于电话网的数据采集器，其特征在于所述RS232接口电 路连接于单片机的串行输入和输出端口。
4、 根据权利要求1所述的基于电话网的数据采集器，其特征在于所述PS/2接口电路 连接于单片机的串行输入输出端口。
5、 根据权利要求1所述的基于电话网的数据采集器，其特征在于所述接口自动识别电路与RS232接口电路和PS/2接口电路的区别位相连。
6、 根据权利要求1所述的基于电话网的数据采集器，其特征在于所述DTMF发送电 路与单片机的I/0端口相连，并与摘挂机电路相连。
7、 根据权利要求l所述的基于电话网的数据采集器，其特征在于所述音频放大电路由 单片机控制，并与摘挂机电路相连。
8、 根据权利要求l所述的基于电话网的数据采集器，其特征在于所述摘挂机电路可以由单片机自动控制，也可以由开关手动控制。
专利摘要一种基于电话网的数据采集器，包括单片机电路、USB接口电路、RS232接口电路、PS/2接口电路、接口自动识别电路、DTMF发送电路、摘挂机电路、音频放大电路、扬声器和供电电路。其中USB接口电路、RS232接口电路和PS/2接口电路可以外接条码阅读器和RFID阅读器；接口自动识别电路连接于RS232接口电路、PS/2接口电路和单片机电路之间；USB接口电路与单片机相连；DTMF发送电路与音频放大电路都连接于单片机电路和摘挂机电路之间；扬声器与音频放大电路相连；摘挂机电路直接与电话网络相连。本实用新型只需电话线和相应的阅读器就可以采集条码或RFID信息，无需电脑，成本低，具有广阔的市场前景。
文档编号H04M11/00GK201039279SQ200720143988
公开日2008年3月19日 申请日期2007年4月17日 优先权日2007年4月17日
发明者欢 倪, 吉建勋, 杨建军 申请人:杨建军;吉建勋;倪 欢